數字信號處理原理及實現(第2版)(高等院校信息與通信工程係列教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王艷芬 等 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
• 高等教育
• 教材
• DSP
• 算法
• 理論與實踐
• MATLAB
• 濾波器設計

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302312413

商品編碼：29692199449

包裝：平裝

齣版時間：2013-10-01

基本信息

書名:數字信號處理原理及實現(第2版)(高等院校信息與通信工程係列教材)

定價：35.00元

售價：23.8元,便宜11.2元,摺扣68

作者:王艷芬 等

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2013-10-01

ISBN：9787302312413

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版次：1

裝幀：平裝

開本：大32開

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編輯推薦

王艷芬編著的《數字信號處理原理及實現(第2版高等院校信息與通信工程係列教材)》係統闡述瞭數字信號處理的基本原理、算法分析和實現，本書可作為高等院校信息工程、電子信息工程、通信工程、電子科學與技術、電氣工程及其自動化、自動化、計算機科學與技術等專業的本科生教材，也可作為從事信息處理、通信工程、電子係統設計等領域的科學研究與工程技術人員的參考用書。數字信號處理原理及實現學習指導 （第2版）（高等學校電子信息類專業係列教材）

內容提要

王艷芬編著的《數字信號處理原理及實現(第2版高等院校信息與通信工程係列教材)》係統闡述瞭數 字信號處理的基本原理、算法分析和實現，共包括9章內容，即緒論、離散時間信號與係統的時域分析、 離散時間信號與係統的頻域分析、離散傅裏葉變換(dft)、快速傅裏葉變換(fft)、iir數字濾波器的設 計、fir數字濾波器的設計、數字濾波器結構與有限字長效應、多采樣率數字信號處理以及數字信號處理 實驗等。
本書概念清楚、理論完整、分析透徹，特彆是自始至終運用matlab來闡述基本概念和基本原理，將經 典理論與現代技術相結閤，使知識點的敘述更加清楚易懂。本書還結閤實際給齣瞭matlab上機實驗內容， 並配有上機習題，可以作為課程實驗練習和上機考試 的復習題。
《數字信號處理原理及實現(第2版高等院校信息與通信工程係列教材)》可作為高等院校信息工程、 電子信息工程、通信工程、電子科學與技術、電氣工程及其自動化、自動化、計算機科學與技術等專業的 本科生教材，也可作為從事信息處理、通信工程、電子係統設計等領域的科學研究與工程技術人員的參考 用書。

目錄

緒論
0.1 信號、係統與信號處理
0.2 數字信號處理係統的基本組成
0.3 數字信號處理的特點
0.4 數字信號處理基本學科分支
o.5 數字信號處理係統的實現方法
0.6 數字信號處理的應用領域
章 離散時間信號與係統的時域分析
1.1 引言
1.2 離散時間信號
1.2.1 序列的定義
1.2.2 常用基本序列
1.2.3 序列的基本運算
1.2.4 任意序列的單位脈衝序列錶示
1.2.5 matlab實現
1.3 離散時間係統
1.3.1 綫性係統
1.3.2 時不變係統
1.3.3 綫性時不變離散係統
.1.3.4 綫性捲積的計算
1.3.5 係統的因果性和穩定性
1.4 離散時間係統的時域描述——差分方程
1.4.1 常係數綫性差分方程的一般錶達式
1.4.2 差分方程的求解
1.4.3 matlab實現
1.5 模擬信號數字處理方法
1.5.1 采樣的基本概念
1.5.2 理想采樣及其頻譜
1.5.3 時域采樣定理
1.5.4 采樣的恢復
1.5.5 采樣內插公式
1.5.6 matlab實現
本章 小結
習題
第2章 離散時間信號與係統的頻域分析
2.1 序列的傅裏葉變換的定義及性質
2.1.1 序列的傅裏葉變換的定義
2.1.2 常用序列的傅裏葉變換
2.1.3 序列的傅裏葉變換的性質
2.1.4 matlab實現
2.2 序列的z變換
2.2.1 z變換的定義及其收斂域
2.2.2 序列特性對z變換收斂域的影響
2.2.3 z反變換
2.2.4 matlab實現
2.2.5 z變換的性質
2.3 係統函數與頻率響應
2.3.1 係統函數的定義
2.3.2 係統函數和差分方程
2.3.3 係統函數的收斂域與係統的因果穩定性
2.3.4 頻率響應
2.3.5 iir和fir係統
2.3.6 matlab實現
本章 小結
習題
第3章 離散傅裏葉變換
3.1 引言
3.2 傅裏葉變換的幾種形式
3.2.1 連續時間、連續頻率——連續傅裏葉變換（ft）
3.2.2 連續時間、離散頻率——傅裏葉級數（fs）
3.2.3 離散時間、連續頻率——序列的傅裏葉變換（dtft）
3.2.4 離散時間、離散頻率——離散傅裏葉變換（dft）
3.3 離散傅裏葉級數（dfs）
3.3.1 dfs的定義
3.3.2 dfs的性質
3.4 離散傅裏葉變換
3.4.1 dft的定義
3.4.2 dft和z變換、dtft的關係
3.4.3 dft的性質
3.4.4 matlab實現
3.5 頻域采樣理論——抽樣z變換
3.5.1 頻域采樣
3.5.2 頻域恢復——頻域內插公式
3.6 用dft計算綫性捲積和綫性相關
3.6.1 綫性捲積的dft算法
3.6.2 綫性相關的dft算法
3.7 用dft進行頻譜分析
3.7.1 利用dft對連續非周期信號進行譜分析
3.7.2 用dft進行譜分析的誤差問題
3.7.3 用dft進行譜分析的參數考慮
3.7.4 matlab實現
本章小結
習題
第4章 快速傅裏葉變換
4.1 引言
4.2 直接計算dft的問題及改進的途徑
4.2.1 直接計算dft的運算量問題
4.2.2 改善途徑
4.3 按時間抽取(dit)的基2-fft算法
4.3.1 算法原理
4.3.2 dit-fft算法與直接計算dft運算量的比較
4.3.3 算法特點
4.4 按頻率抽取(dif)的基2-fft算法
4.4.1 算法原理
4.4.2 算法特點
4.5 1dft的高效算法
4.5.1 利用fft流圖計算ifft
4.5.2 直接調用fft子程序的方法
4.6 實序列的fft算法
4.7 n為復閤數的混閤基fft算法
4.7.1 算法的基本原理
4.7.2 n為復閤數時算法的運算量估計
4.8 綫性調頻z變換(czt)
4.8.1 算法基本原理
4.8.2 czt的實現
4.8.3 czt的特點
4.8.4 matlab實現
本章小結
習題
第5章 iir數字濾波器的設計
5.1 引言
5.2 數字濾波器的基本概念
5.2.1 數字濾波原理
5.2.2 數字濾波器的分類
5.2.3 數字濾波器的技術指標
5.2.4 數字濾波器的設計方法
5.3 模擬濾波器的設計
5.3.1 模擬濾波器的技術指標要求
5.3.2 由幅度平方函數來確定傳輸函數
5.3.3 巴特沃思低通濾波器
5.3.4 切比雪夫低通濾波器
5.3.5 模擬濾波器的頻率變換
5.4 脈衝響應不變法設計iir數字濾波器
5.4.1 變換原理
5.4.2 s平麵與z平麵的映射關係
5.4.3 混疊失真
5.4.4 優缺點
5.4.5 matlab實現
5.5 雙綫性變換法設計iir數字濾波器
5.5.1 變換原理
5.5.2 s平麵與z平麵的映射關係
5.5.3 雙綫性變換法中的頻率失真和預畸變
5.5.4 模擬濾波器的數字化方法
5.5.5 matlab實現
5.6 iir數字濾波器的頻率變換及matlab實現
5.7 iir數字濾波器的直接設計法
5.7.1 零、極點纍試法
5.7.2 小均方誤差法
5.8 iir數字濾波器的相位均衡
5.8.1 全通濾波器的群時延特性
5.8.2 iir數字濾波器的群時延均衡
本章小結
習題
第6章 fir數字濾波器的設計
6.1 引言
6.2 綫性相位fir數字濾波器的特點
6.2.1 綫性相位條件
6.2.2 幅度函數特點
6.2.3 綫性相位fir數字濾波器的零點位置
6.3 窗函數法設計fir數字濾波器
6.3.1 設計方法
6.3.2 加窗對fir數字濾波器幅度特性的影響
6.3.3 常用窗函數.
6.3.4 一般設計步驟及matlab實現
6.4 頻率采樣法設計fir數字濾波器
6.4.1 設計方法
6.4.2 綫性相位濾波器的約束條件
6.4.3 逼近誤差
6.4.4 過渡帶采樣的優設計
6.4.5 一般設計步驟及matlab實現
6.5 等波紋逼近法設計fir數字濾波器
6.5.1 等波紋逼近準則.
6.5.2 綫性相位fir數字濾波器的設計
6.5.3 matlab實現
6.6 簡單整係數法設計fir數字濾波器
6.6.1 設計方法
6.6.2 簡單整係數fir數字濾波器的優化設計
6.6.3 參數求解及matlab實現
6.7 fir和iir數字濾波器的比較
本章小結
習題
第7章 數字濾波器結構與有限字長效應
7.1 引言
7.2 基本結構單元
7.3 iir濾波器的基本網絡結構
7.3.1 直接型
7.3.2 級聯型
7.3.3 並聯型
7.3.4 全通係統
7.3.5 小相位係統
7.4 fir濾波器的基本網絡結構
7.4.1 直接型(捲積型)
7.4.2 級聯型
7.4.3 頻率采樣結構
7.4.4 綫性相位結構
7.5 數字濾波器的格型結構
7.5.1 全零點(fir)係統的格型結構
7.5.2 全極點(fir)係統的格型結構
7.5.3 極零係統的格型結構
7.6 有限字長效應
7.6.1 輸入信號的量化效應
7.6.2 數字濾波器的係數量化效應
7.6.3 數字濾波器的運算量化效應
本章小結
習題
第8章 多采樣率數字信號處理
8.1 引言
8.2 序列的整數倍抽取和插值
8.2.1 序列的整數倍抽取
8.2.2 序列的整數倍插值
8.3 有理倍數的采樣率轉換
8.4 多采樣轉換濾波器的設計
8.4.1 直接型fir濾波器結構
8.4.2 多相濾波器實現
8.5 多采樣轉換濾波器的matlab實現
本章小結
習題
第9章 數字信號處理實驗
9.1 實驗開發工具matlab基礎
9.1.1 matlab語言
9.1.2 交互式仿真simulink
9.1.3 濾波器分析設計工具fdatool
9.2 實驗(1)：fft頻譜分析及應用
9.3 實驗(2)：iir數字濾波器的設計
9.4 實驗(3)：fir數字濾波器的設計
9.5 實驗(4)：數字濾波器結構及simulink仿真實現
9.6 實驗(5)：立體聲延時音效處理
9.7 上機習題
附錄 傅裏葉變換

作者介紹

文摘

序言

《數字信號處理原理及實現（第2版）》：勾勒信號世界的數字脈絡 在信息爆炸的時代，對海量數據進行高效、精準的處理已成為核心競爭力。數字信號處理（DSP）作為連接現實世界模擬信號與數字信息世界的橋梁，其重要性不言而喻。本書，《數字信號處理原理及實現（第2版）》（高等院校信息與通信工程係列教材），正是為有誌於深入理解這一關鍵技術，並掌握其實現方法的讀者量身打造的，它不僅是一本教材，更是一本引領你走進信號處理數字領域的指南。 本書旨在係統地闡述數字信號處理的基本原理，並結閤實際應用，深入淺齣地講解各種核心算法的設計與實現。不同於市麵上僅側重理論推導或僅羅列代碼的圖書，本書力求在理論深度與工程實踐之間找到完美的平衡點，使讀者既能透徹理解“為什麼”這麼做，又能清晰掌握“如何”實現。 貫穿全書的核心理念：從連續到離散，從模擬到數字 本書的敘事邏輯始於對連續時間信號和係統的深刻認識。在對模擬信號和係統的基本性質進行迴顧後，本書將讀者帶入數字信號處理的核心——離散時間信號與係統的概念。我們將探討離散時間信號的錶示方式、基本運算，以及綫性時不變（LTI）係統的核心特性。對傅裏葉級數和傅裏葉變換的深入剖析，將幫助讀者理解信號的頻率域特性，這是進行各種信號處理操作的基礎。 數字信號處理的基石：采樣理論與量化 如何將連續的模擬信號轉化為數字信號，是數字信號處理的第一步，也是至關重要的一步。本書將詳盡介紹采樣定理，揭示其背後的Nyquist-Shannon采樣理論，並解釋為什麼采樣頻率的選擇直接關係到信息能否無損恢復。在此基礎上，本書還將深入探討信號的量化過程，分析量化誤差的來源及其對信號質量的影響，並介紹一些常用的量化技術。對於信號處理工程師而言，深刻理解采樣和量化是避免信息失真、保證處理效果的前提。 時域與頻域的轉換：Z變換與離散傅裏葉變換 Z變換是分析離散時間係統和信號的有力工具，它如同拉普拉斯變換在連續時間係統分析中的地位一樣重要。本書將係統地講解Z變換的定義、性質，以及其在係統穩定性分析、係統函數錶示等方麵的應用。通過Z變換，我們可以將復雜的差分方程係統轉化為代數方程，極大地簡化瞭分析過程。 離散傅裏葉變換（DFT）則是對有限長序列進行頻域分析的核心工具。本書將詳細闡述DFT的定義、性質，並通過介紹快速傅裏葉變換（FFT）算法，揭示如何高效地計算DFT。FFT的齣現是數字信號處理領域的一大飛躍，極大地提高瞭信號處理的實時性和效率。本書將深入剖析FFT的原理，並介紹多種常用的FFT算法，使讀者不僅知其然，更知其所以然。 濾波器：塑造信號的關鍵工具 濾波器是數字信號處理中最常見的應用之一，它能夠有選擇地允許某些頻率分量的信號通過，同時抑製另一些頻率分量的信號。本書將把濾波器設計作為重點章節進行講解，並將其分為兩大類：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 對於IIR濾波器，我們將介紹其設計的基本原理，包括 Butterworth、Chebyshev I/II、Elliptic等經典逼近法的原理和設計流程。本書將帶領讀者理解如何根據濾波器規格（如通帶、阻帶、過渡帶的衰減要求）來選擇閤適的濾波器類型和設計參數，並演示如何將連續時間模擬濾波器原型轉換為數字濾波器。 對於FIR濾波器，我們將重點介紹窗函數法和頻率采樣法等常用的設計方法。FIR濾波器具有相位響應綫性（即無相移）的優點，這在許多對信號相位敏感的應用中尤為重要。本書將深入分析不同窗函數（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）的特性及其對濾波器頻率響應的影響，並指導讀者如何根據應用需求選擇最優的窗函數。 多速率信號處理：高效利用數字資源 在許多實際應用中，我們需要以不同的采樣率處理信號，例如音頻信號在壓縮時會涉及到降采樣，而在恢復時會涉及到升采樣。多速率信號處理技術正是解決這一問題的關鍵。本書將深入介紹上采樣（插值）和下采樣（抽取）的基本原理，以及相關的濾波器設計問題。我們將探討多速率處理在信號壓縮、信號分析以及通信係統中的應用，並分析其帶來的效率提升。 離散傅裏葉變換的進階應用：譜分析與捲積 除瞭作為計算DFT的工具，DFT及其快速算法FFT在信號分析領域有著廣泛的應用。本書將深入探討譜分析，包括功率譜密度（PSD）的估計方法，如周期圖法、Welch法等，這些方法對於理解信號的頻率成分和能量分布至關重要。 捲積是綫性時不變係統分析的核心運算。本書將詳細講解離散捲積的定義和計算方法，並重點介紹利用FFT進行快速捲積的方法。通過FFT加速捲積，可以極大地提高係統響應計算的效率，這對於實時係統設計尤為關鍵。 自適應濾波器：動態調整，智能優化 在許多信號處理場景中，信號的統計特性會隨時間發生變化，或者存在未知的噪聲乾擾。此時，自適應濾波器就展現齣其強大的優勢。本書將介紹幾種經典的自適應濾波器算法，如最小均方（LMS）算法及其變種（如NLMS），以及遞歸最小二乘（RLS）算法。我們將深入分析這些算法的工作原理，探討它們在信號均衡、噪聲抵消、係統辨識等方麵的應用，並分析它們的收斂性能和計算復雜度。 本書的特色與優勢 理論與實踐並重： 本書在講解核心概念的同時，注重理論推導的嚴謹性，並輔以豐富的工程實例和算法實現思路。讀者不僅能理解數學原理，更能掌握將其轉化為實際工程應用的路徑。 由淺入深，循序漸進： 章節安排科學閤理，從基礎概念到高級主題，層層遞進，確保讀者能夠穩步建立起對數字信號處理的全麵認識。 緊扣高等院校教學需求： 作為高等院校信息與通信工程係列教材，本書內容全麵，結構清晰，符閤相關專業的教學大綱要求，是提升學生理論水平和實踐能力的重要參考。 詳實的數學推導與直觀的圖形解釋： 在必要之處，本書會提供詳細的數學推導，幫助讀者理解公式的由來；同時，大量的圖示將抽象的信號和係統概念可視化，降低理解難度。 麵嚮未來的思考： 在係統介紹經典理論的同時，本書也對數字信號處理在當前和未來發展中的重要性進行瞭強調，鼓勵讀者將所學知識應用於解決更復雜的實際問題。 適閤讀者群體 本書適閤高等院校電子工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等相關專業的高年級本科生、研究生，以及從事信號處理、通信係統、嵌入式係統、語音圖像處理、控製係統等領域的工程技術人員。對於希望係統學習數字信號處理知識，並將其應用於實際開發的讀者而言，本書將是不可或缺的資源。 總結 《數字信號處理原理及實現（第2版）》不僅僅是一本關於算法和公式的書籍，它是一扇通往理解和塑造數字世界信號的窗口。通過對本書的學習，你將掌握分析、設計和實現數字信號處理係統的必備知識和技能，為你在信息與通信工程領域的深入研究和職業發展打下堅實的基礎。本書將引導你發現數字信號處理的奧秘，並讓你有能力駕馭它，去解決現實世界中各種與信號相關的問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的優勢，我認為很大程度上體現在它對“實現”二字的重視程度上。很多信號處理的書籍，講到最後都停留在理論層麵，讀者讀完後感覺像是掌握瞭一堆數學工具，但就是不知道該如何將它們轉化為實際可運行的代碼。然而，這本教材在這方麵做得相當齣色。它不僅僅停留在算法的數學描述，還經常會配有僞代碼或者基於某種特定平颱（雖然沒有深入到具體的芯片級代碼，但提供瞭很好的思路框架）的實現建議。比如，在講解FFT算法時，它不僅解釋瞭蝶形運算的原理，還探討瞭數據重排的必要性，這些細節在實際編程中至關重要。我記得我第一次嘗試用C語言實現一個IIR濾波器時，就是參考瞭書中對直接型和級聯型的結構對比分析，纔決定瞭用哪種結構來優化運算量。這種理論與實踐緊密結閤的編排方式，極大地縮短瞭從“知道”到“做到”的距離，非常實用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就給人一種沉穩、專業的印象，厚厚的篇幅也讓人對內容的深度充滿期待。我當初選擇它，主要是因為身邊幾位學長都強烈推薦，說它是打好數字信號處理（DSP）基礎的“聖經”。實際翻閱下來，感覺它確實名不虛傳。作者在緒論部分對離散時間信號和係統的基本概念梳理得極為清晰，即便是初學者，也能比較順暢地跟上節奏。特彆是傅裏葉分析那幾章，詳略得當，不僅僅停留在公式推導，還非常注重與實際應用場景的結閤。我記得有一節專門講瞭頻譜泄露問題，圖文並茂地解釋瞭窗函數的作用，這對於我後來做實際的頻譜分析項目幫助太大瞭。很多教材在講到Z變換時，要麼過於抽象，要麼就是羅列公式，而這本則花瞭大篇幅去講解收斂域的概念及其重要性，這種對基本原理的深挖，讓我在理解更復雜的濾波器設計時，找到瞭堅實的支撐點。可以說，它為我後續學習高級的自適應濾波和語音處理奠定瞭非常紮實的理論基礎，很少有教材能做到如此麵麵俱到又重點突齣的。

評分☆☆☆☆☆

如果讓我用一個詞來形容閱讀這本書的體驗，那可能是“嚴謹的學術氛圍”。這本書的行文風格非常正式，幾乎沒有使用任何口語化的錶達，所有概念的定義都力求精確無誤。這無疑保證瞭知識的準確性，但對於習慣瞭輕鬆閱讀的讀者來說，初期可能會覺得有些枯燥。書中大量的公式和符號，需要讀者高度集中注意力去辨識。比如，在討論隨機信號處理和功率譜估計時，它對高斯白噪聲、維納-霍夫方程的引入非常到位，但同時也要求讀者對概率論和隨機過程有基本的瞭解。我個人體會是，這本書更像是大學高年級或研究生階段的參考書，它假設讀者已經具備瞭紮實的數學功底，並準備好迎接更深層次的理論挑戰。它不是一本“速成秘籍”，而是一部需要你沉下心來，反復研讀纔能領悟其中精髓的經典著作。

評分☆☆☆☆☆

從教材的排版和圖示質量來看，這套書的編輯工作做得非常用心。在處理復雜的二維或三維圖形，比如Z平麵上的軌跡圖、濾波器幅頻響應圖時，綫條清晰，標識明確，極大地降低瞭視覺上的理解難度。尤其是那些錶示信號流圖的章節，抽象的結構通過簡潔的方框和箭頭展示齣來，即便公式看起來復雜，配閤圖形也能迅速抓住其內在的聯係。我特彆欣賞它在章節末尾設置的習題部分。這些習題的難度梯度設計得很好，從基礎概念的鞏固到復雜的係統分析與設計都有覆蓋，而且很多題目都不是簡單的計算，而是需要對所學知識進行綜閤運用和分析的開放性問題。我做完一部分習題後，感覺對知識點的掌握程度有瞭質的飛躍，這比單純閱讀內容本身更有助於構建完整的知識體係，讓那些原本孤立的理論點串聯瞭起來。

評分☆☆☆☆☆

初次接觸這本教材時，我的第一感覺是“內容密度有點大”。這不是一本能讓你輕鬆讀完的消遣讀物，更像是一本需要你拿齣筆記本、演算紙去啃的硬核技術手冊。書中涉及的數學推導非常詳盡，幾乎每一步中間過程都有交代，這對於理解推導的邏輯鏈條至關重要，但也意味著閱讀速度會比較慢。我印象深刻的是，它在講解FIR和IIR濾波器設計時，不僅介紹瞭經典的窗函數法和雙綫性變換法，還穿插瞭頻率采樣法等相對少見的優化方法，這顯示齣編著者在內容取捨上的廣博視野。不過，說實話，對於零基礎的讀者來說，第一次接觸到那些復雜的矩陣運算和多項式操作時，可能會感到有些吃力。我個人采取的策略是，先跳過一些過於繁瑣的證明，把重點放在理解算法的核心思想和框圖實現上，等對整體流程有瞭概念後再迴頭深挖細節，這樣效率會高很多。總體而言，這本書更適閤那些有一定綫性代數和微積分基礎，想深入鑽研DSP理論的工科生或工程師。